天文学基础知识——天球与天球坐标系学习教案

1、会计学1天文学基础知识天文学基础知识天球天球(tinqi)与天与天球球(tinqi)坐标系坐标系第一页，共44页。 实际上，我们知道并不存在这样(zhyng)的球。但天文学中仍保留了天球的概念，用来表示天体目视运动的辅助工具。在天球上作一些假想的点和线，利用它们来确定星球的视位置。视位置定义为：把不同远近的星星与观测者的眼睛连成的直线延长，它们和天球相交的点，即星星在天球上的投影。第2页/共44页第二页，共44页。1.天球是存在中心的2.选择不同(b tn)的天球中心：3.观测者 观测者天球4.地 心 地心天球（主要用于表示太阳系外天体的是运动和视位置）5.日 心 日心天球 （主要用于表示太阳

2、系内天体的是运动和视位置）6.天球的半径是任意的7.它包容一切，不论天体如何遥远，天球上总有它的位置8.在同一视线上的不同(b tn)远近的星球，在天球上的视位置是重合的9.所有互相平行的直线向同一方向延长，和天球交于一点10. 这是因为天球半径无限大，所以观测者的任何位移都比圆球半径小得多。几个天球(tinqi)相关的性质第3页/共44页第三页，共44页。第4页/共44页第四页，共44页。大圆(d yun)小圆第5页/共44页第五页，共44页。第6页/共44页第六页，共44页。 天 球以任意点为球心，任意长为半径(bnjng)，为研究天体的位置和运动而引进的一个与人们直观感觉相符的假想圆球。

3、特点：特点：1 1、与直观感觉相符的科学抽象、与直观感觉相符的科学抽象2 2、天体在天球上的位置只反映天体视方向的投影、天体在天球上的位置只反映天体视方向的投影3 3、天球上任意两天体的距离用其角距表示、天球上任意两天体的距离用其角距表示4 4、地面上两平行方向指向、地面上两平行方向指向(zh xin(zh xin) )天球同天球同一点一点5 5、任意点为球心、任意点为球心6 6、观测者、观测者“由内向外由内向外”看看第7页/共44页第七页，共44页。第8页/共44页第八页，共44页。第9页/共44页第九页，共44页。第10页/共44页第十页，共44页。第11页/共44页第十一页，共44页。第

4、12页/共44页第十二页，共44页。第13页/共44页第十三页，共44页。第14页/共44页第十四页，共44页。 当地(dngd)的地理纬度等于北极星的高度第15页/共44页第十五页，共44页。第16页/共44页第十六页，共44页。第17页/共44页第十七页，共44页。第18页/共44页第十八页，共44页。第19页/共44页第十九页，共44页。第20页/共44页第二十页，共44页。第21页/共44页第二十一页，共44页。体所在银经圈与银道的交点 00 3600)第22页/共44页第二十二页，共44页。地平坐标系地平坐标系时角坐标系时角坐标系赤道坐标系赤道坐标系黄道坐标系黄道坐标系银道坐标系银道

5、坐标系基本点基本点天顶、天底天顶、天底天极天极天极天极黄极黄极银极银极基本圈基本圈真地平真地平天赤道天赤道天赤道天赤道黄道黄道银道面银道面原点原点北点北点子午圈与天赤道子午圈与天赤道南边的交点南边的交点春分点春分点春分点春分点银河系中心方银河系中心方向向纬圈纬圈地平高度地平高度h，自真地平向天自真地平向天顶度量为正顶度量为正（0 90）赤纬赤纬 ：由天赤：由天赤道沿过天体的赤道沿过天体的赤经圈向两极方向经圈向两极方向度量度量 （0 -90）同同“时角坐标系时角坐标系” 黄纬黄纬：由黄：由黄道沿过天体的道沿过天体的黄经圈向两边黄经圈向两边度量度量 （0 90）银纬银纬l l：由银：由银道向北（南

6、）道向北（南）度量（度量（0 - - 90）经圈经圈方位角方位角A，自，自北向东度量北向东度量（0 360)时角时角 t：由原点：由原点沿天赤道顺时针沿天赤道顺时针量至天体所在赤量至天体所在赤 经圈经圈 （0h 24h）赤经赤经 ：由春分：由春分点沿天赤道逆时点沿天赤道逆时针方向量至天体针方向量至天体所在赤经圈（所在赤经圈（0h 24h)黄经黄经：由春：由春分点沿黄道逆分点沿黄道逆时针度量时针度量（0 360)银经银经b b：由银：由银河系中心逆时河系中心逆时针度量（针度量（0 360) )应用应用天文航海、天天文航海、天文航空、人造文航空、人造地球卫星观测地球卫星观测及大地测量等及大地测量等

7、观测恒星、星云、星观测恒星、星云、星团团等遥远天体等遥远天体常常采用赤道坐标系，被广泛应用常常采用赤道坐标系，被广泛应用于天体测量于天体测量和天体物理学中和天体物理学中观测太阳以及观测太阳以及太阳系内运行太阳系内运行在黄道面附近在黄道面附近的天体的天体对银河系的观对银河系的观测，则要采用测，则要采用银道坐标系银道坐标系第23页/共44页第二十三页，共44页。 天球坐标系的变换天球坐标系的变换 由球面三角的基本知识，我们可以由球面三角的基本知识，我们可以证明证明(zhngmng)(zhngmng)天文坐标系之间的换天文坐标系之间的换算算 一、地平坐标与时角坐标的换算：一、地平坐标与时角坐标的换算

8、： 设天体的地平坐标设天体的地平坐标为（为（A A、z z）, ,时角坐标为时角坐标为(t,),(t,),观测地点的地理观测地点的地理纬度为纬度为。对以北天极。对以北天极P P、天体天体X X和天顶和天顶Z Z为顶点的为顶点的球面三角形，如图所示，球面三角形，如图所示，由球面三角基本公式，由球面三角基本公式，可得出如下换算式。可得出如下换算式。第24页/共44页第二十四页，共44页。第25页/共44页第二十五页，共44页。第26页/共44页第二十六页，共44页。第27页/共44页第二十七页，共44页。第28页/共44页第二十八页，共44页。 在地球赤道地区看到所有天体(tint)都垂直于平面做

9、圆运动 在中纬地区(dq)看到的天体的周日视动 在地球的南、北极(bij)地区看到所有天体都平行于地平圈做圆运动 天体的周日视运动一、不同纬度处的天体视运动： 1、极区 ： 2、赤道地区： 3、中纬度地区：第29页/共44页第二十九页，共44页。第30页/共44页第三十页，共44页。第31页/共44页第三十一页，共44页。第32页/共44页第三十二页，共44页。第33页/共44页第三十三页，共44页。第34页/共44页第三十四页，共44页。第35页/共44页第三十五页，共44页。第36页/共44页第三十六页，共44页。第37页/共44页第三十七页，共44页。四季(sj)星空的成因第38页/共44页第三十八页，共44页